杜新（1972－），男，華北電網(wǎng)有限公司大同超高壓供電公司輸電處，工程師，主要從事500kV輸電線路帶電作業(yè)，檢修維護(hù)工作。

摘 要：為了減少雷擊對(duì)輸電線路的傷害，將線路避雷器安裝在輸電線路的易擊段，可以提高線路的耐雷水平。本文通過對(duì)架設(shè)在雷電活動(dòng)頻繁地區(qū)的500kV線路上采用合成絕緣外套金屬氧化物避雷器改進(jìn)防雷措施的研究，經(jīng)過試驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行，證明此改進(jìn)是成功、有效的。

關(guān)鍵詞：線路避雷器防雷效果分析

0 引言

實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，輸電線路的故障一半以上是由雷電引起的。所以防止雷擊跳閘可大大降低輸電線路的故障，進(jìn)而降低電網(wǎng)中事故的發(fā)生頻率。輸電線路常規(guī)防雷方法，有降低接地電阻、架設(shè)避雷線、加裝耦合地線、安裝自動(dòng)重合閘等，但是對(duì)于一些山區(qū)線路，雷害十分頻繁，降低接地電阻又極其困難，而且費(fèi)用高、工作量大，效果也受到一定的限制。由而近些年合成絕緣外套金屬氧化物避雷器的研制成功，為解決線路的防雷提供了一種新的手段。

1 線路避雷器防雷的基本原理

線路避雷器一般采用避雷器本體和串聯(lián)空氣間隙的組合結(jié)構(gòu)，避雷器本體基本不承擔(dān)系統(tǒng)運(yùn)行電壓，不必考慮在長(zhǎng)期運(yùn)行電壓下的電老化問題，在本體發(fā)生故障時(shí)也不影響線路運(yùn)行。

當(dāng)雷擊桿塔時(shí)，一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔，另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地，桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性，一般用沖擊接地電阻來表征。

雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高，其電位值為:

Ut=iRd+L? di/dt (1)

式中，I--雷電流；Rd--沖擊接地電阻；L.di/dt--暫態(tài)分量。

當(dāng)塔頂電位Ut與導(dǎo)線上的感應(yīng)電位U1的差值超過絕緣子串50%的放電電壓時(shí)，將發(fā)生由塔頂至導(dǎo)線的閃絡(luò)。即Ut-U1＞U50，如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響，則為Ut-U1+Um＞U50。因此，線路的耐雷水平與4個(gè)重要因素有關(guān)，即線路絕緣子的50%放電電壓、雷電流強(qiáng)度、有無架空地線和塔體的沖擊接地電阻。一般來說，線路的50%放電電壓是一定的，雷電流強(qiáng)度與地理位置和大氣條件相關(guān)，不加裝避雷器時(shí)，提高輸電線路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻，在山區(qū)，降低接地電阻是非常困難的，這也是為什么山區(qū)輸電線路屢遭雷擊的原因。

加裝避雷器以后，當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí)，雷電流的分流將發(fā)生變化，一部分雷電流從避雷線傳入相臨桿塔，一部分經(jīng)塔體入地，當(dāng)雷電流超過一定值后，避雷器動(dòng)作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導(dǎo)線，傳播到相臨桿塔。雷電流在流經(jīng)避雷線和導(dǎo)線時(shí)，由于導(dǎo)線間的電磁感應(yīng)作用，將分別在導(dǎo)線和避雷線上產(chǎn)生耦合分量。因?yàn)楸芾灼鞯姆至鬟h(yuǎn)遠(yuǎn)大于從避雷線中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導(dǎo)線電位提高，使導(dǎo)線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，因此，線路避雷器具有很好的鉗電位作用。

2 線路避雷器的選用

懸掛在線路鐵塔上的復(fù)合絕緣外套氧化鋅避雷器有兩種：一種是外部帶間隙的復(fù)合絕緣外套氧化鋅避雷器(簡(jiǎn)稱 GMOA)；另一種是外部不串間隙的復(fù)合絕緣外套氧化鋅避雷器(WGMOA)。GMOA的外串間隙在線路正常運(yùn)行時(shí)能夠隔離電網(wǎng)運(yùn)行電壓，保持MOA不承受電壓，所以避雷器的額定電壓可以選得較低，而且在MOA故障損壞時(shí)允許線路繼續(xù)運(yùn)行。當(dāng)線路遭受雷擊時(shí)（繞擊或反擊），線路避雷器可靠動(dòng)作，且保護(hù)絕緣子串不發(fā)生閃絡(luò)，輸電線路的開關(guān)就不會(huì)跳閘，從而提高了電力系統(tǒng)供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。所以為了安裝方便、獲得好的保護(hù)效果，并便于監(jiān)視避雷器的運(yùn)行狀況，一般選擇使用外部帶間隙的復(fù)合絕緣外套氧化鋅避雷器。

3 線路避雷器的選點(diǎn)

大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，線路遭受雷擊往往集中于線路的某些地段。我們稱之為選擇性雷擊區(qū)，或稱易擊區(qū)。線路若能避開易擊區(qū)，或?qū)σ讚魠^(qū)線段加強(qiáng)保護(hù)，則是防止雷害的根本措施。實(shí)踐表明，下列地段易遭雷擊:

（1）雷暴走廊，如山區(qū)風(fēng)口以及順風(fēng)的河谷和峽谷等處;

（2）四周是山丘的潮濕盆地，如桿塔周圍有魚塘、水庫、湖泊、沼澤地、森林或灌木、附近又有蜿蜒起伏的山丘等處;

（3）土壤電阻率（p）有突變的地帶，土地質(zhì)斷層地帶，巖石與土壤、山坡與稻田的交界區(qū)。巖石山腳下有小河的山谷等地，雷易擊于低土壤電阻率處;

（4）地下有導(dǎo)電性礦的地面和地下水位較高處；

（5）當(dāng)土壤電阻率差別不大時(shí)，例如有良好土層和植被的山丘，雷易擊于突出的山頂、山的向陽坡等。

線路避雷器一般安裝在線路易擊區(qū)，但在選擇安裝線路避雷器地點(diǎn)過程中，必須結(jié)合本地區(qū)歷年來的線路雷擊跳閘情況、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及線路所經(jīng)的地形。綜合以上各種因素，確定線路避雷器安裝的最佳地點(diǎn)，提高線路的耐雷水平。

4 線路避雷器安裝之前的準(zhǔn)備工作及維護(hù)

4.1線路避雷器安裝時(shí)應(yīng)注意：

（1）選擇多雷區(qū)且易遭雷擊的輸電線路桿塔，最好在兩側(cè)相臨桿塔上同時(shí)安裝；

（2）垂直排列的線路可只裝上下2相；

（3）安裝時(shí)盡量不使避雷器受力，并注意保持足夠的安全距離；

（4）避雷器應(yīng)順桿塔單獨(dú)敷設(shè)接地線，其截面不小于25 mm2，盡量減小接地電阻的影響。

4.2 投運(yùn)后進(jìn)行必要的維護(hù)：

（1）結(jié)合停電定期測(cè)量絕緣電阻，歷年結(jié)果不應(yīng)明顯變化；

（2）檢查并記錄計(jì)數(shù)器的動(dòng)作情況；

（3）對(duì)其緊固件進(jìn)行擰緊，防止松動(dòng)；

（4）避雷器安裝投運(yùn)前應(yīng)進(jìn)行規(guī)定的電氣試驗(yàn)。測(cè)量其絕緣電阻、直流1 mA下的電壓U1mA及電壓為75%U1mA下的泄漏電流，測(cè)量結(jié)果應(yīng)與出廠數(shù)據(jù)比較無明顯變化，并應(yīng)符合規(guī)程規(guī)定。安裝過程中要按要求安裝好串聯(lián)間隙，安裝投運(yùn)后要檢查并記錄計(jì)數(shù)器的動(dòng)作情況，以便日后能夠?qū)ζ渌€路作分析比較。

5 結(jié)束語

在輸電線路易擊區(qū)桿塔上安裝線路避雷器可以提高了線路的耐雷水平，但是，正確選擇線路避雷器安裝位置是能否充分發(fā)揮線路避雷器作用的關(guān)鍵。另外我們要繼續(xù)對(duì)輸電線路的防雷工作進(jìn)行分析、總結(jié)，進(jìn)一步探討積累線路避雷器的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，不斷地提高線路的耐雷水平。

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注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。